JP2007157707A - Led backlight device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LEDバックライト装置に関し、より具体的には導光板の一側面に凹部を形成し、該凹部内にLED(発光ダイオード)パッケージを装着することによって、光がLEDパッケージから導光板内に入射される際の損失を最小化しながらLEDパッケージと導光板を安定的に位置合わせできるLEDバックライト装置に関する。 The present invention relates to an LED backlight device, and more specifically, a concave portion is formed on one side surface of a light guide plate, and an LED (light emitting diode) package is mounted in the concave portion, whereby light is transmitted from the LED package into the light guide plate. The present invention relates to an LED backlight device capable of stably aligning an LED package and a light guide plate while minimizing a loss when being incident on the LED.
液晶表示装置(LCD)自体は光源がないため外部照明を要し、一般的にバックライト装置を照明装置として使用する。バックライト装置はLCDを後方から照らし、CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)、LEDなどを光源とする。 Since the liquid crystal display (LCD) itself does not have a light source, external illumination is required, and a backlight device is generally used as the illumination device. The backlight device illuminates the LCD from the back, and uses a CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp), LED, or the like as a light source.
これらの中で、LEDを光源とするバックライト装置、即ち、LEDバックライト装置の例が図1に示されている。 Among these, an example of a backlight device using an LED as a light source, that is, an LED backlight device is shown in FIG.
LEDバックライト装置10は、LEDパッケージ20と導光板30とを含む。なお、図示しないが、当該分野に公知されたように、これらを取り囲むハウジングと導光板30の下面36の散乱パターンと反射板がさらに設けられる。
The
LEDパッケージ20はLEDチップ22と、該LEDチップ22を支持しながら電源を供給する一対のリードフレーム24及びこれらを取り囲むパッケージ本体26とを含む。パッケージ本体26はLEDチップ22から発生した光が前方、即ち、導光板30側に放出されるようにLED窓、即ち、透明な部分を含む。
The
LEDパッケージ20から導光板30へ放出された光Lは、導光板30の前方30a側の側面32を介して導光板30内に入射された後、後方30b側へ進行する。その後、導光板30の上面34と下面36で内部反射され導光板30内を伝播した後、前述した散乱パターンと反射板によって導光板30の上面34を介して上方へ放出される。放出された光は、通常、導光板30の上部に配置された(図示せず)拡散板及びプリズムシートなどを介してLCDの液晶パネルに入射されバックライト照明を提供するようになる。
The light L emitted from the
ここで、便宜上、光LはLEDチップ22の一地点Fから出るもので示した。
Here, for the sake of convenience, the light L is shown as being emitted from one point F of the
一方、LEDパッケージ20から導光板30に放出された光の一部L1は導光板30の側面32の縁において入射できず反射され光の損失が生じることもある。もちろん、LEDパッケージ20を導光板30に付着すればこのような光の損失を減らすことが可能である。
On the other hand, a part of the light L1 emitted from the
しかしながら、そのようにしても依然として、通常の白色光を得るためにRGB−LEDを組み合わせて使用することを考慮した時、各々のRGB−LEDパッケージから放出された光が混合され白色が得られるまでの距離を確保しなければならない。即ち、導光板30を図1の間隔dだけ延長させLEDパッケージ20と接触させてもこの間隔dだけの領域は液晶パネルの照明領域として使用することができず、間隔dはLCDにおいてベゼル幅(Bezel width)に含まれるだけである。そのため、LEDパッケージを導光板に付着しても全体ベゼル幅は減少しないという問題が依然として存在する。さらに、導光板が必要以上増加することにより全体LEDバックライト装置の重さが増加するという問題を有する。
However, even so, when considering using RGB-LED combinations to obtain normal white light, the light emitted from each RGB-LED package is mixed until a white color is obtained. Must keep the distance. That is, even if the
また、図1に示すように、LEDパッケージ20を導光板30の側面に配置する際、次のような問題も生じる。LEDパッケージ20は導光板30の外側に配置されるため、バックライト装置10の組立中に他のものと衝突する恐れがあり、導光板30と精緻に整列しにくい。また、LEDパッケージ20はハウジングに付着され固定されると、ハウジングに外部衝撃が加えられた際、その衝撃がLEDパッケージ20に直接伝達されるという問題もある。
Further, as shown in FIG. 1, when the
したがって、本発明は前述した従来技術の問題を解決するために案出されたもので、本発明の目的は導光板の一側面に凹部を形成し、この凹部中にLEDパッケージを装着することによって、光がLEDパッケージから導光板の中に入射される際の損失を最小化しながらLEDパッケージと導光板を安定的に位置合わせできるLCD用LEDバックライト装置を提供することである。 Accordingly, the present invention has been devised to solve the above-described problems of the prior art, and the object of the present invention is to form a recess on one side of the light guide plate and to mount the LED package in the recess. It is an object of the present invention to provide an LED backlight device for an LCD that can stably align the LED package and the light guide plate while minimizing a loss when light enters the light guide plate from the LED package.
本発明の他の目的は、上記凹部の壁面に凹凸を形成してLEDパッケージから導光板内に入射される光の入射角を広げることによって、白色光を得るための色混合に必要な距離を減らすことのできるLCD用LEDバックライト装置を提供することである。 Another object of the present invention is to increase the incident angle of light incident from the LED package into the light guide plate by forming irregularities on the wall surface of the recess, thereby reducing the distance necessary for color mixing to obtain white light. It is an object to provide an LED backlight device for LCD that can be reduced.
上述した本発明の目的を達成するために、本発明は一側面の幅方向の向かい合う角が延長され一対の向かい合う壁部と上記壁部の間に凹部が形成された導光板と、上記導光板内に光を投射するよう上記凹部に収容されたLED光源を含むことを特徴とする。 In order to achieve the above-described object of the present invention, the present invention is directed to a light guide plate in which corners in the width direction of one side surface are extended and a pair of facing wall portions and a recess is formed between the wall portions, and the light guide plate. It includes an LED light source accommodated in the concave portion so as to project light therein.
本発明のバックライト装置は、上記LED光源が一面に付着し、両縁が上記導光板壁部の末端に結合された板部材をさらに含むことができる。このとき、上記板部材は金属基板であれば好ましい。 The backlight device of the present invention may further include a plate member in which the LED light source is attached to one surface and both edges are coupled to the end of the light guide plate wall. At this time, the plate member is preferably a metal substrate.
本発明のバックライト装置において、上記LED光源は上記凹部に嵌合され得る。 In the backlight device of the present invention, the LED light source can be fitted into the recess.
本発明のバックライト装置において、上記導光板の上記凹部の外面には上記LEDパッケージから放出された光を上記導光板内に案内する際、光を広がるようにする凹凸が形成され得る。この時、上記凹凸はプリズム、半円周、半円周陰刻及びこれらの組み合わせのいずれか一つから選択され得る。 In the backlight device according to the present invention, the outer surface of the concave portion of the light guide plate may be formed with unevenness for spreading light when the light emitted from the LED package is guided into the light guide plate. At this time, the unevenness may be selected from any one of a prism, a semicircumference, a semicircular inscription, and a combination thereof.
また、本発明のバックライト装置において、上記壁部は互いに向い合った面の基部が曲線で上記導光板に連結され得る。 Further, in the backlight device of the present invention, the wall portions may be connected to the light guide plate with base portions of surfaces facing each other being curved.
本発明のLEDバックライト装置は、導光板の一側面に凹部を形成し、この凹部中にLEDパッケージを装着することによって、光がLEDパッケージから導光板の中に入射される際の損失を最小化しながらLEDパッケージと導光板を安定的に位置合わせできる。 In the LED backlight device of the present invention, a recess is formed on one side of the light guide plate, and the LED package is mounted in the recess, thereby minimizing loss when light enters the light guide plate from the LED package. It is possible to stably align the LED package and the light guide plate while reducing the size.
また、上記凹部の壁面にプリズム及び半円周などのような凹凸を形成し、LEDパッケージから導光板の中に入射される光の入射角を広げることによって、白色光を得るための色混合に必要な距離を減らすことができる。 In addition, by forming irregularities such as prisms and semicircular circles on the wall surface of the recess, and widening the incident angle of light incident from the LED package into the light guide plate, color mixing for obtaining white light is achieved. The required distance can be reduced.
さらに、支持板にLEDパッケージを付着した後、支持板を導光板の凹部側に結合させることによって、LEDパッケージを導光板に対して容易に位置合わせできる。 Furthermore, after attaching the LED package to the support plate, the LED package can be easily aligned with the light guide plate by coupling the support plate to the concave side of the light guide plate.
以下、本発明の好ましき実施例を添付の図面を参照してより詳しく説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
図2は本発明によるLEDバックライト装置の斜視図であり、図3は図2の正面図であり、図4は図3の4−4線に沿って切った断面図である。 2 is a perspective view of an LED backlight device according to the present invention, FIG. 3 is a front view of FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG.
図2乃至図4を参照すると、本発明のLEDバックライト装置100は一側面に幅方向に沿って角を除いた部分に凹部130が形成された導光板120及びこの凹部130に装着された光源である3つのLEDパッケージ110とを含む。ここで、LEDパッケージ110は3つであるもので示したが、これは例示であるだけで、LEDパッケージ110は必要に応じて多様な数に構成することが可能である。
Referring to FIGS. 2 to 4, the
また、図示しないが、当該分野に公知されたように、これらを取り囲んだハウジングと導光板120の下面128の散乱パターンと反射板がさらに備えられる。
Further, although not shown in the drawing, a housing surrounding them, a scattering pattern on the
以下、LEDバックライト装置100の各々の構成要素を具体的に説明する。
Hereinafter, each component of the
先ず、LEDパッケージ110はLEDチップ112と、このLEDチップ112を支持しながら電源を供給する一対のリードフレーム114及びこれらを取り囲んだパッケージ本体116とを含む。パッケージ本体116は、LEDチップ112から発生した光が前方、即ち、導光板120側へ放出するように透明な部分LED窓(図8及び図10の118参照)を含む。
First, the
導光板120は一定の厚さを有する平板部材であって、透明なアクリル、PMMA(Polymethylmethacrylate)、プラスチックまたは硝子などから成る。前述したように、導光板120は前方120a側にLEDパッケージ110を収容する凹部130が形成されており、後方120bの方は平坦な面が形成される。ここで、導光板120の前方120aはLEDパッケージ110に近い側面を示すものであり、後方120bはその反対側面を示す。
The
また、凹部130は導光板120の角を除いた部分に形成されるため、凹部130の上下には幅方向に沿って互いに向かい合う壁部124が残ってLEDパッケージ110を上下から収容し、その内面は曲線の連結部125を介して導光板120の側面122と連結される。この形状は導光板原板の側面を削って凹部130を得たり、所望の導光板形態に該当するモールドを使用して得ることができる。
Further, since the
このような凹部130内にLEDパッケージ110を配置すると、壁部124がLEDパッケージ110を外部の衝撃から保護することができる。
When the
一方、たとえ図面ではLEDパッケージ110の厚さが凹部130の幅より小さいもので示したが、凹部130の幅をLEDパッケージ110がはまり込まれる程度に形成することができる。こうすると、LEDパッケージ110を導光板120により容易に整列することができる。もちろん、この場合にはLEDパッケージ110と導光板120の側面122との間隔d1を維持しても良いし、これを省略してLEDパッケージ110を導光板120の側面122に密着させても良い。
On the other hand, although the thickness of the
次いで、図4を参照して、LEDバックライト装置100の動作を説明する。ここで、便宜上、光LはLEDチップ112の一地点Fから出るもので示した。
Next, the operation of the
LEDチップ112が発光すると、LEDパッケージ110から導光板120へ放出された光Lは導光板120の前方120a側の側面122を介して導光板120内に入射される。その後、導光板120の上面126と下面128で内部反射して導光板120内を伝播した後(図示せず)散乱パターンと反射板によって導光板120の上面126を介して上方へ放出される。通常、放出された光は導光板120上部に配置された (図示せず)拡散板及びプリズムシートなどを介してLCDの液晶パネルに入射されバックライト照明を提供するようになる。
When the
ここで、一部の光L2は図1の一部の光L1に該当するが、図1とは異なって導光板120内に入射されるため、本発明のLEDバックライト装置100は従来技術に比べて光効率が高いことが分かる。
Here, a part of the light L2 corresponds to a part of the light L1 in FIG. 1, but unlike the case of FIG. 1, the light L2 is incident on the
続いて、図5を参照してLEDパッケージ110の装着状態の一例を説明する。図5に示すように、LEDパッケージ110は支持板140に付着された状態で凹部130内に配置され、支持板140は適切な手段、例えば接着剤などによって壁部124の末端に結合される。
Next, an example of the mounting state of the
こうすると、LEDパッケージ110を導光板120に対して精緻に位置を合わせるのがより容易になる。即ち、LEDパッケージ110を支持板140に正確に整列するだけで済むので、より効果的に位置合わせの作業を行うことができる。
This makes it easier to precisely position the
支持板140は金属基板であることが好ましい。これはLEDチップ112から発生した熱を容易に外部へ逃がすことができるからである。
The
このような支持板140の代わりに他の構成を使用してLEDパッケージ110を導光板に対して位置合わせることが可能である。例えば、前述したようにLEDパッケージ110と凹部130を互いに一致する寸法で形成すると、支持板140なしでも容易にLEDパッケージ110を導光板120に対して位置合わせることができる。
It is possible to align the
図6は本発明の他の実施例によるLEDバックライト装置においてLEDパッケージを省略した斜視図であり、図7は図6の7−7線に沿って切った断面図であり、図8は図6の8−8線に沿って切った断面図である。 6 is a perspective view in which an LED package is omitted in an LED backlight device according to another embodiment of the present invention, FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line 7-7 of FIG. 6, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line 8-8.
図6乃至図7のLEDバックライト装置100Aは、凹部130内の導光板120の側面122からプリズム123が突出したことを除いては、前述した実施例のLEDバックライト装置100と同じである。従って、同一な構成要素には同一な図面符号を付し、繰り返し説明は省略する。
The
プリズム123は床123aが一定の高さに突出し、谷123bが互いに連結されている。この構成はLEDパッケージ110から放出された光が導光板120内に入射される際、この光を図8の平面で広がるようにすることができる。こうすると、R、G及びBの単色LEDパッケージを組み合わせて使用する際、各々の単色LEDパッケージから導光板120内に入射された単色光が互いに混合され白色光を形成する長さが短縮される。これはLEDパッケージ110と導光板120との間隔d2をより減らすことができ、全体バックライト装置100Aの小型化を可能にする。
The
また、本実施例のバックライト装置100Aにも、図5に示すような支持板140を使用してLEDパッケージ110を導光板120に対して装着することができる。
Further, the
一方、プリズム123は床123a及び/または谷123bを平坦に形成することもできる。この平坦な部分の寸法を最小にすると、上記の光広がり効果を維持しながらもプリズム123の成形作業を容易に行うことができる。
On the other hand, the
図9は本発明のさらに他の実施例によるLEDバックライト装置においてLEDパッケージを省略した斜視図であり、図10は図9の10−10線に沿って切った断面図である。 FIG. 9 is a perspective view in which an LED package is omitted from an LED backlight device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line 10-10 of FIG.
図9及び図10を参照すると、本実施例のLEDバックライト装置100Bは凹部130内の導光板120の側面122から半円周223が突出したことを除いては、前述した実施例のLEDバックライト装置100と同じである。従って、同一な構成要素には同一な図面符号を付し、繰り返し説明は省略する。
Referring to FIGS. 9 and 10, the
半円周223は一定の高さに突出し、谷223bが互いに連結されている。この構成はLEDパッケージ110から放出された光が導光板120内に入射される際、この光を図10の平面でより広く拡散できるようにする。こうすると、R、G及びBの単色LEDパッケージを組み合わせて使用する際、各々の単色LEDパッケージにおいて導光板120内に入射された単色光が互いに混合され白色光を形成する長さが短縮される。これはLEDパッケージ110と導光板120との間隔(図7のd2参照)をより減らすことができ、全体バックライト装置100Bの小型化を可能にする。
The
また、本実施例のバックライト装置100Bにも、図5に示すような支持板140を使用してLEDパッケージ110を導光板120に対して装着することができる。
Further, the
一方、半円周223は谷123bを平坦に形成することもできる。この平坦な部分の寸法を最小にすると、上記の光広がり効果を維持しながらも半円周223の成形作業を容易にすることができる。
On the other hand, the
また、本実施例の半円周223の代わりにその逆の形態、即ち、半円周形態の陰刻を導光板の側面122に形成することができる。また、半円周223を前述したプリズム123と組み合わせるなどの多様な変形も可能である。
Further, instead of the
上記では本発明の好ましき実施例を参照して説明したが、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、下記の特許請求範囲に記載された本発明の思想及び領域から外れない範囲内において本発明を多様に修正及び変更できることを理解するであろう。 The above description has been made with reference to the preferred embodiments of the present invention. However, those skilled in the art will not depart from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. It will be understood that various modifications and changes can be made to the present invention within the scope.
110 LEDパッケージ
120 導光板
124 壁部
123 プリズム
125 連結部
130 凹部
140 支持板
223 半円周
110 LED package
120
123
130
223 semicircle
Claims (7)
前記導光板内に光を投射するよう前記凹部に収容されたLED光源を含むことを特徴とする、バックライト装置。 A light guide plate in which opposite corners in the width direction of one side surface are extended and a recess is formed between the pair of opposite wall portions and the wall portion;
A backlight device comprising an LED light source accommodated in the recess so as to project light into the light guide plate.
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